無機非金屬材料工藝學(xué)試題

1、可編輯版工藝學(xué)一、名詞解釋1 .澄清劑：凡在玻璃熔制過程中能分解產(chǎn)生氣體， 或能降低玻璃黏 度，促進排除玻璃液中氣泡的物質(zhì)稱為澄清劑。（作用：排除氣泡。）2 .燒成：通常是指將初步密集定形的粉塊（生坯）經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成產(chǎn)品 的過程。其實質(zhì)是將粉料集合體變成致密的、 具有足夠強度的燒 結(jié)體，如磚瓦、陶瓷、耐火材料等。3 .玻璃形成體：能單獨形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的網(wǎng)絡(luò) 體系的氧化物，稱為玻璃的網(wǎng)絡(luò)形成體。4 .玻璃中間體：一般不能單獨形成玻璃，其作用介于網(wǎng)絡(luò)形成體和 網(wǎng)絡(luò)外體之間的氧化物，稱之為中間體.5 .玻璃調(diào)整體：凡不能單獨生成玻璃，一般不進入網(wǎng)絡(luò)而是處于網(wǎng) 絡(luò)之外的氧化物，稱為玻璃

2、的網(wǎng)絡(luò)外體。它們往往起調(diào)整玻璃一 些性質(zhì)的作用。6 .凝結(jié)時間：水泥從加水開始到失去流動性，即從流體狀態(tài)發(fā)展到 較致密的固體狀態(tài)，這個過程所需要的時間稱凝結(jié)時間。7 .坯、釉適應(yīng)性：坯、釉適應(yīng)性是指熔融性能良好的釉熔體，冷卻 后與坯體緊密結(jié)合成完美的整體不開裂、不剝脫的能力。8 .玻璃熔化：玻璃配合料經(jīng)過高溫加熱轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)組成均勻的、無氣泡的、并符合成型要求的玻璃液的過程。9 . IM:鋁率又稱鐵率，其數(shù)學(xué)表達式為：IM = Al2O3/Fe2O3鋁率 表示熟料中氧化鋁與氧化鐵含量的質(zhì)量比， 也表示熟料熔劑礦物 中鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣的比例。10.SM:硅率，又稱為硅酸率，其數(shù)學(xué)表達式是： S

3、M=SiO2/（Al2O3+Fe2O3）硅率是表示熟料中氧化硅含量與氧化 鋁、氧化鐵之和的質(zhì)量比，也表示了熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦 物的比例。11 .石灰飽和系數(shù)KH是熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣（C3s十C2S） 所需的氧化鈣量與全部二氧化硅理論上全部生成硅酸三鈣所需 的氧化鈣含量的比值。12 .螢石含率：螢石含率指由螢石引入的CaF2量與原料總量之比，即：螢石含率=螢石含量x CaF2含量/原料總量X 100%13 .水泥硬化：凝結(jié)過后，水泥漿產(chǎn)生明顯的強度并逐漸發(fā)展成為堅 硬的固體，這一過程稱為水泥的硬化。14 .水泥安定性：是指水泥漿硬化后體積變化是否均勻的性質(zhì)15 .泥漿的觸變性：是指

4、泥漿在靜置后變稠，而一經(jīng)攪拌又立即恢復(fù) 流動的性質(zhì)。16 .水泥的燒結(jié)范圍：是指水泥生料加熱至出現(xiàn)燒結(jié)所必需的、最少 的液相量時的溫度（開始燒結(jié)溫度）與開始出現(xiàn)結(jié)大塊（超過正常 液相量）時的溫度差值。17 .可塑的性：是指具有一定細度和分散度的黏土或配合料，加適量水調(diào)和均勻，成為含水率一定的塑性泥料，在外力作用下能獲得 任意形式而不產(chǎn)生裂縫或破裂，并在外力作用停止后仍能保持該形狀的能力。18 .坯式：根據(jù)坯和釉的化學(xué)組成計算出各氧化物的分子式，按照19 .堿性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的順序列出它們的分20 .子數(shù)。這種式子稱為坯式或釉式。二、填空題1 .陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)由結(jié)晶相、氣孔 和

5、玻璃相 組成。2 .水泥強度：抗壓強度、抗折強度。3 .硅酸鹽水泥熟料中含有 C3s、C2s、C3A、C4AF四種礦物。4 .根據(jù)各氧化物在玻璃結(jié)構(gòu)中所起的作用，一般可將他們分為網(wǎng)絡(luò)形成體、中間體和網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體三類。5 .根據(jù)成型方法的不同，陶瓷坯料通常分為：注漿坯料、可塑坯料和壓制坯料三類。6 .玻璃的質(zhì)量缺陷主要有 氣泡、條紋 和 結(jié)石。7 .陶瓷的主要組成相為 晶相、晶界、 氣孔 和 玻璃相。8 .玻璃的熔制過程包括燒結(jié)物的形成、玻璃液的形成、玻璃液 的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷卻五個階段。9 .玻璃的熔化過程：玻璃液的澄清、均化。10 .水泥牛產(chǎn)的主要原料有石灰石、黏土和鐵粉。11

6、.陶洛的成型方法分為可塑法成型、注漿法成型和干壓法成型三 大類。12 .水泥熟料的三個率值分別為 KH、SM、IM。13 .硅酸鹽水泥熟料由 氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鐵四種氧化物組成。14 .陶瓷的主要原材料有粘土、石英、長石三部分。15 .影響水泥水化速率的主要因素有 熟料礦物組成、水灰比、細度、 養(yǎng)護溫度和外加劑。16 .從結(jié)構(gòu)上看，陶瓷是由 結(jié)晶 物質(zhì)、玻璃態(tài) 物質(zhì)和 氣孔 組成。17 .硅酸鹽水泥的基本組成材料為熟料、石膏。18 .陶瓷生產(chǎn)中的溫度制度包括 升溫速度、燒成溫度、保溫時間 及冷卻速度。19 .燒成制度：溫度、壓力、氣氛。三、簡答題1、石膏在水泥中的作用？答：石膏的作用

7、主要是調(diào)節(jié)凝結(jié)時間，而且適量的石膏對提高水泥強 度有利，尤其是早期強度；但石膏的量不宜過多，否則會使水泥產(chǎn)生 體積膨脹而使強度降低，甚至影響水泥的安定性。2、玻璃的光學(xué)性質(zhì)答：(1)折射率1 2)色散(折射率隨波長變化而變化的現(xiàn)象)2 3)玻璃的反射、吸收、透過3、玻璃生產(chǎn)過程中的率值：答：含水率、芒硝含率、螢石含率、煤粉含率、純堿揮散率、碎玻璃 摻入率4、玻璃退火工藝 玻璃退火工藝可分為四個階段：加熱階段、均熱階段、慢冷階段和快 冷階段。5、水泥體積安定性的影響因素？答：f-CaO , MgQ SO獅口冷卻速率。6、玻璃的粘度與成分的關(guān)系答：1. Si。?、AI2O3、ZrO2含量升高，粘度

8、增大；3 .堿金屬氧化物R2O含量升高，粘度降低；4 .堿土金屬氧化物MO含量升高，粘度增大；5 . PbO、CdO、Bi2O3、SnO含量升高，粘度增大；6 . Li2。、ZnO、B2O3含量升高，增加低溫粘度，而降低高溫粘 度。7、陶瓷壓制坯料質(zhì)量要求答：1.配方準確；2.混合均勻；3.粒度符合工藝要求；4.含較少氣體；5.干坯強度大（可塑料）；6.懸浮性和流動 性好（注漿料）；7.自由堆積密度盡量大（壓制料）。8、黏土原料的工藝性質(zhì)有哪些？答：可塑性、結(jié)合性、離子交換性、觸變性、膨化性、收縮、燒結(jié) 溫度與燒結(jié)范圍和耐火度。9、陶瓷注漿坯料應(yīng)滿足哪些要求？答：（1）流動性好（2）懸浮性好（

9、3）觸變性適當(dāng)（4）濾過性好 10、玻璃的通性？答：（1）各向同性 （2）介穩(wěn)性（3）無固定熔點（4）固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性（5）性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性11、生產(chǎn)低熱硅酸鹽水泥的礦物組成應(yīng)如何調(diào)整？答：在硅酸鹽水泥熟料的四種礦物中，水化熱順序為：C3A> C3S> C4AF>C2s因此，可降低C3A含量、適當(dāng)降低C3s含量，達到降低水泥水化熱之目的。12、生產(chǎn)普通陶瓷的主要原料及其作用？答：石英一一骨架；粘土一一成型與燒成性能；長石一一熔劑物質(zhì)。13、游離氧化鈣產(chǎn)生的原因：答：（1）欠燒游離氧化鈣（欠燒f-CaO）熟料煨燒過程中因欠燒、漏生，在 11001

10、200c低溫下形成（2） 一次游離氧化鈣（一次f-CaO）因配料不當(dāng)、生料過粗或煨燒不良，尚未與 S、A F反應(yīng)而殘留的CaO（3）二次游離氧化鈣（二次f-CaO）熟料慢冷或還原氣氛下，C3陰解而形成的14、四種礦物性能比較答：28d 內(nèi)絕對強度：C3S> C4AF> C3A> C2S水 化 速 度：C3A> C4AF> C3S> C2S水 化熱：C3A> C3S> C4AF> C2S15、預(yù)均化技術(shù)有哪些？答：縱向堆料，橫向取料。（1）預(yù)均化堆場：圓形和矩形（2）預(yù)均化庫（3）端面切取式預(yù)均化庫（DLK庫）（4）其他簡易預(yù)均化庫16、釉料

11、配料原則（依據(jù)）：答：1、根據(jù)坯體的燒結(jié)性質(zhì)確定；2、根據(jù)坯體的膨脹系數(shù)確定；3、根據(jù)坯體的化學(xué)性質(zhì)確定；4、正確選用原料（石英、長石、滑石、高嶺土）17、泥料產(chǎn)生塑性機理答：1、可塑性是由于粘土 -水界面鍵力作用的結(jié)果2、顆粒間隙的毛細管作用對粘土粒子結(jié)合的影響3、可塑性是基于帶電粘土膠團與介質(zhì)中離子之間的靜電引力和靜電斥力作用的結(jié)果18、燒成過程中變形的因素：答：（1）配料中溶劑原料過多；（2）成型設(shè)計不合理；（3）裝窯不當(dāng)；（4）不平；（5）過燒。19、粘土的燒結(jié)性能：答：1、當(dāng)粘土試樣加熱到800c以上時，體積開始劇烈收縮，氣 孔率明顯減少，其對應(yīng)溫度稱為開始燒結(jié)溫度 T1;2、溫度繼

12、續(xù)升高，液相量增加，氣孔率降至最低，收縮率最 大，其對應(yīng)溫度稱為燒結(jié)溫度T2O3、若繼續(xù)升溫，試樣將因液相太多而發(fā)生變形，其對應(yīng)的最低溫度稱為軟化溫度T3o T3與T2的溫度差即燒結(jié)范圍四、論述題1、論述生料在煨燒過程中的物理化學(xué)變化答：(1)干燥與脫水一一干燥是物理水的蒸發(fā)，脫水是粘土礦物分解放出化合水；(2)碳酸鹽分解MgCO3 = MgOF CO2, CaCO3 = CaOf CO2(3)固相反應(yīng)一一形成低鈣礦物；(4)液相和熟料的燒結(jié)一一出現(xiàn)液相，C3s等形成，形成熟料；(5)熟料冷卻一一熟料溫度降低至室溫。2、論述影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的因素答：(1)玻璃的組成 玻璃網(wǎng)絡(luò)完整性愈高，網(wǎng)絡(luò)

13、外離子愈少，玻璃 化學(xué)穩(wěn)定性愈好。(2)侵蝕介質(zhì)的種類 水汽侵蝕能力大于水。弱酸的侵蝕能力大 于強酸，因前者中含水多。堿的侵蝕受陽離子吸附能力，OH濃度以及生成的硅酸鹽溶解度三方面影響。(3)熱歷史 急冷玻璃較慢冷玻璃網(wǎng)絡(luò)疏松，其中的離子遷移較容 易，因而急冷玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性較差；玻璃退火時，若發(fā)生析堿，去 除表面堿層后，則在玻璃表面形成富硅層，而提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性。(4)溫度壓力的影響 室溫下玻璃相對穩(wěn)定。但加溫加壓后，水的 電離大大增加，侵蝕作用加劇，0 C100c范圍內(nèi)，溫度每升高20K, 侵蝕作用增大10倍。3、論述擬定陶瓷燒成制度的一般原則答： 坯料在加熱過程中的形狀變化通過分析坯料

14、在加熱過程中的形狀變化， 初步得出坯體在各溫度 或時間階段可以允許的升、降溫速率等。這些是擬定燒成制度的重要 依據(jù)之一。坯體形狀、厚度和入窯水分同一組成坯體，由于制品的形狀、厚度和入窯水分的不同，升溫 速度和燒成周期都應(yīng)有所不同。壁薄、小件制品入窯前水分易于控制， 一般可采取短周期快燒，大件、厚壁及形狀復(fù)雜的制品升溫不能太快， 燒成周期不能過短。坯體中含大量可塑性粘土及有機物多的粘土?xí)r， 升溫速度也應(yīng)放慢。有學(xué)者根據(jù)不穩(wěn)定傳熱過程的有關(guān)參數(shù)推算出， 安全升、降溫的速度與陶瓷坯體厚度的平方成反比。窯爐結(jié)構(gòu)、燃料性質(zhì)、裝窯密度它們是能否使要求的燒成制度得以實現(xiàn)的重要因素。 所以在擬定 燒成制度時，

15、還應(yīng)結(jié)合窯爐結(jié)構(gòu)、燃料類型等因素一道考慮，也就是 把需要的燒成制度和實現(xiàn)燒成制度的條件結(jié)合起來，否則先進的燒成 制度也難以實現(xiàn)。燒成方法同一種坯體采用不同的燒成方法時，要求的燒成制度各不相同。日用瓷的素?zé)郎囟瓤偸堑陀诒緹臏囟取?釉面磚素?zé)臏囟韧哂?釉燒的溫度。一些特種陶瓷可在常壓下燒結(jié)外，還可用熱壓法、熱等 靜壓法等一些新的方法燒成。熱壓法及熱等靜壓法的燒成溫度比常壓燒結(jié)的溫度低得多，燒成時間也可縮短。因此擬定燒成制度時應(yīng)同時 考慮所用的燒成方法。4、論述影響水泥生料易燒成的主要因素 .生料的潛在礦物組成。 .原料的性質(zhì)和顆粒組成：原料中石英和方解石含量多，難燒， 易燒性差；結(jié)晶質(zhì)粗粒

16、多，易燒性差。 .生料中次要氧化物和微量元素：含少量，有利于熟料形成， 易燒性好，但含量過多，不利于煨燒。 .生料的均勻性和生料粉磨細度：生料均勻性好。粉磨細度細， 易燒性好。 .礦化劑：摻加各種礦化劑，均可改善生料的易燒性。 .生料的熱處理：生料的易燒性差，就要求燒成溫度高，煨燒 時間長。生料煨燒過程升溫速度快，有利于提高新生態(tài)產(chǎn)物的活性， 易燒性好。 .液相：生料煨燒時，液相出現(xiàn)溫度低，數(shù)量多，液相粘度小， 表面張力小，離子遷移速度大，易燒性好，有利于熟料的燒成。 .燃煤的性質(zhì)：燃煤熱值高、煤灰分少、細度細，燃燒速度快， 燃燒溫度高，有利于熟料的燒成。 .窯內(nèi)氣氛：窯內(nèi)氧化氣氛煨燒，有利于

17、熟料的形成。5、論述硅酸鹽水泥熟料的礦物組成和性能(1) C3s性質(zhì)：凝結(jié)時間正常，水化較快，放熱較多，早期強度高 且后期強度增進率較大。28d強度可達1年強度的70%-80% 28d強 度和1年強度在四種礦物中均最高，但水化熱較高，抗水性較差。2150c1250c穩(wěn)定存在，1250c以下分解為C2A和CaQ速率很 慢，故室溫下呈C3s介穩(wěn)狀態(tài)存在。(2) C2s性質(zhì)：水化反應(yīng)較慢，28d僅水化20施右。凝結(jié)硬化緩慢， 早期強度較低，但后期強度增長率較高，在 1年后可趕上阿利特。貝 利特的水化熱較小，抗水性較好(3) C3A性質(zhì)：水化迅速，放熱多，易使水泥急凝，硬化快，強度 3d內(nèi)發(fā)揮出來，但絕對值不高，以后幾乎不增長，甚至倒縮，干縮 變形大